Miksi kaksipuolinen PCB-reflow-juottaminen on haaste elektroniikan valmistuksessa?
Suorituskykyisissä elektroniikkatuotteissa, kuten älypuhelimissa ja teollisuuden ohjauslaitteissa, kaksipuolinen PCB malleista on tullut standardi. Kaksipuoliseen juottamiseen liittyy kuitenkin kaksi suurta haastetta:
- Lämmönhallinnan monimutkaisuus - Toisen puolen juottamisen aikana ensimmäinen puoli kuumennetaan uudelleen, mikä voi aiheuttaa komponentin irtoamisen tai juotosliitoksen pettämisen.
- Prosessin valintadilemma - Sekä juotospasta- että punaliimaprosesseilla on omat hyvät ja huonot puolensa, jotka vaativat huolellista harkintaa komponenttien asettelun perusteella.
Konsultoi prosessi-insinöörejämme räätälöityjä ratkaisuja varten
Kahden tärkeimmän juotosprosessin perusteellinen vertailu
Vaihtoehto A: Kaksipuolinen juotospastaprosessi (ihanteellinen korkean tiheyden komponenteille)
Paras:
- Piirilevyt, joissa on BGA-, QFN- tai muita tarkkuus-IC-piirejä molemmilla puolilla.
- Kevyet komponentit kokonaisuudessaan
Tärkeimmät vaiheet:
- Puoli A: Tulosta juotospasta → Aseta komponentit → Reflow-juote (huippulämpötila 245 °C)
- Jäähdytä huoneenlämpöiseksi ja käännä sitten PCB
- B-puoli: Tulosta juotospasta → Aseta komponentit → Käytä asteittaista lämpötilaprofiilia (vähennä huippulämpötilaa 5-10 °C).
Edut:
- Korkea juotosliitoksen luotettavuus
- Soveltuu automatisoituun massatuotantoon
Riskit:
- Suuret komponentit voivat irrota toisen uudelleenjuoksutuksen aikana.
- Toisen puolen juottaminen edellyttää tarkkaa lämpötilan säätöä.
Vaihtoehto B: Juotospasta + punaliima hybridiprosessi (ratkaisu suurille komponenteille)
Paras:
- Toisella puolella on suuret liittimet/elektrolyyttikondensaattorit.
- Sekalaiset pohjapiirrokset, joissa on merkittäviä painoeroja
Innovatiivinen prosessi:
- Juotospastapuoli (puoli A): Normaali reflow-juottaminen
- Punainen liimapuoli (puoli B): “Print-Place-Cure” kolmivaiheinen menetelmä:
- Punaisen liiman tulostustarkkuus: ±0.1mm
- Kovettumislämpötila: (paljon alhaisempi kuin juotospastan sulamispiste).
- Valinnainen aaltojuottaminen parantaa luotettavuutta
Tekniset huomautukset:
- Punaisen liiman on oltava vähintään 0,3 mm:n päässä juotospinnoista.
- Pidentää kovettumisaikaa 30 %:lla heikon tartunnan estämiseksi.
Hanki ilmaisia asiantuntijoiden käsityöoppaita
5 kultaista sääntöä juottamisen laadunvalvontaan
- Optimoi lämpötilaprofiili
- Ensimmäinen puoli: RSS-käyrä (2-3 °C/s lämmitysnopeus).
- Toinen puoli:Käytä RTS-käyrää (pidennetty esilämmitysaika).
- Komponenttien asetteluohjeet
- Aseta raskaat osat samalle puolelle
- Kaksipuoleisten BGA-piirien porrastaminen lämpöjännityskeskittymien välttämiseksi
- Juotospastan valintaperusteet
- Toinen puoli: Sn42/Bi58).
- Punaisen liiman viskositeetti:>50,000 cps
- Kriittiset laiteparametrit
- Reflow-uunin kuljettimen kallistus: 5-7°
- Jäähdytysnopeus: 4-6°C/s
- Tarkastustekniikan päivitykset
- Käytä 3D SPI:tä juotospastan paksuuden tarkastukseen
- Pakollinen akustinen mikroskooppitutkimus toisen uudelleenjuoksutuksen jälkeen.
Yleiset ongelmat ja tekniset ratkaisut
Ongelma 1: QFN-komponentin siirtyminen toisen uudelleensulatusprosessin aikana
- Ratkaisu: Käytä korkean lämpötilan liimaa ensimmäisen puolen juottamisen jälkeen.
- Parametrit:Käytä liimaa, jonka kovettumistoleranssi on >200 °C.
Ongelma 2: Komponentin pudotus aaltojuottamisen aikana (punainen liimapuoli)
- Jälkihoito UV-valolla punaisen liiman levittämisen jälkeen
- Esikuumenna 100 °C:seen ennen aaltojuottamista.
Ongelma 3: Liiallinen tyhjeneminen BGA-liitoksissa
- Prosessin optimointi:
- Pidentää juotospastan sulatusaikaa 8 tuntiin.
- Käytä typpiavusteista uudelleenjuoksutusta (O₂ < 500ppm).
Tulevaisuuden prosessisuuntaukset
- Matalan lämpötilan juottaminen: Sn-Bi-juotosseokset pulssilämmityksellä
- Älykäs lämpötilan säätö: Koneoppimiseen perustuva reaaliaikainen profiilin optimointi
- Hybridiliitos: Yhdistetty juotospasta + johtavat liimaratkaisut
Soveltamalla järjestelmällisesti näitä keskeisiä tekniikoita insinöörit voivat saavuttaa yli 99,5 %:n ensimmäisen läpiviennin tuoton.Suosittelemme prosessin ikkunoiden seurantajärjestelmien käyttöönottoa tuotantoympäristöjen jatkuvaa optimointia varten.